§ 20. Птахи: розмноження та розвиток. Сезонні явища в житті птахів

Птахам притаманне внутрішнє запліднення. Після запліднення яйцеклітина вкривається захисними яйцевими оболонками – так формується яйце.

Яка будова яйця птахів? Розглянемо будову пташиного яйця, виконавши невеличке дослідження (мал. 117).

• 1. Візьміть у руку куряче яйце. Визначте його форму та колір. Знайдіть гострий і тупий кінці яйця.
• 2. Розбийте обережно сире куряче яйце й вміст вилийте в одну чашку Петрі, а шкаралупу покладіть в іншу. Дослідіть рідкий білок, що розтікся по чашці Петрі. За допомогою лупи знайдіть білкові канатики, які тримають жовток.
• 3. Дослідіть жовток, роздивіться на його поверхні зародковий диск.
• 4. Візьміть шкаралупу, спробуйте пінцетом відтягнути підшкаралупову оболонку. Біля тупого кінця яйця відшукайте повітряну камеру.
• 5. Обберіть шкаралупу на круто звареному яйці. Розріжте скальпелем його вздовж, дослідіть розташування жовткової та білкової оболонок.

Мал. 117. Будова яйця птахів: 1 – жовток; 2 – зародковий диск; 3 – білкова оболонка; 4 – білкові канатики; 5 – повітряна камера; 6 – підшкаралупові оболонки; 7 – шкаралупа

Отже, ви з’ясували, що яйцеклітина птахів вкрита тоненькою оболонкою, має великий запас поживних речовин (жовток) і води, потрібних для розвитку зародка. Сам зародок у вигляді диска розташований на поверхні жовтка. Яйцеклітина оточена кількома яйцевими оболонками, що виконують захисні функції. Безпосередньо її оточує білкова оболонка. Крім захисної функції, білкова оболонка постачає воду для зародка. У ній є особливі білкові утвори – канатики, що підтримують яйцеклітину в певному сталому положенні – зародковим диском догори. Таким чином, хоч як яйце перевертати, зародковий диск завжди буде ближче до джерела тепла, яке виділяють птахи, що насиджують яйця.

Білкова оболонка оточена двома підшкаралуповими оболонками у вигляді тоненьких плівочок. Ці оболонки захищають зародок від хвороботворних мікроорганізмів. На тупому полюсі підшкаралупові оболонки розходяться та утворюють повітряну камеру із запасом повітря для зародка.

Шкаралупа захищає яйце від механічних пошкоджень. Пори в ній забезпечують процеси газообміну зародка, що розвивається. Зовні шкаралупи розташована ще одна тоненька оболонка, яка перешкоджає проникненню хвороботворних мікроорганізмів. У птахів, що відкладають яйця у відкритих гніздах або на ґрунті, забарвлення яєць часто збігається з тлом навколишнього середовища, що робить їх малопомітними.

Як розмножуються птахи? Період розмноження птахів припадає на той час, коли настають сприятливі погодні умови і є достатня кількість їжі. Перед відкладанням яєць більшість птахів влаштовує гнізда.

Лише деякі види птахів не влаштовують гнізд. Кайри, наприклад, утворюють величезні скупчення – так звані пташині базари, де самки відкладають одне яйце на виступи скель. Зозуля підкидає по одному яйцю в гнізда птахів інших видів. Вилупившись із яйця, пташеня зозулі викидає з гнізда інші яйця (мал. 118). Таким чином, «прийомні батьки» вигодовують лише пташеня зозулі.

Для нормального розвитку зародка яйця потрібно обігрівати. В одних видів птахів (голуби, дятли та багато інших) яйця насиджує почергово кожен з батьків, у інших – тільки один з них.

У птахів, як і в рептилій, розвиток прямий. За ступенем розвитку пташенят, що вилупилися з яєць, птахів поділяють на виводкові та нагніздні. Пташенята виводкових птахів вилуплюються повністю вкриті пухом і з відкритими очима (мал. 119, 1). Невдовзі після вилуплення вони можуть залишати гніздо й самостійно живитися в супроводі батьків. До виводкових птахів належать переважно види, що гніздуються на землі або біля води (лебеді, журавлі, гуси, качки, мартини, кури).

Мал. 118. Пташеня зозулі викидає з гнізда яйце «прийомних» батьків

Пташенята нагніздних птахів (горобці, ластівки, голуби та ін.) народжуються безпорадними, позбавленими пуху або слабко опушеними, сліпими та глухими (мал. 119, 2). Вони не здатні триматися на ногах, температура їхнього тіла непостійна. Такі пташенята тривалий час залишаються в гнізді й потребують постійної уваги батьків, які їх годують та обігрівають.

Які сезонні явища спостерігають у житті птахів? У річному циклі птахів можна виділити такі періоди: підготовка до розмноження, виведення пташенят, линяння, підготовка до зимівлі та зимівля. Під час підготовки до зимівлі птахи інтенсивно живляться, накопичуючи запаси жиру, потрібного для міграцій і зимівлі. Зимують птахи по-різному. Горобці, сороки, сірі куріпки, тетеруки, глухарі залишаються на одному й тому самому місці. Такі види птахів називають осілими (мал. 120).

Мал. 119. 1. Виводкові пташенята лебедя-шипуна. 2. Нагніздні пташенята горобця

Мал. 120. Осілі птахи: 1 – горобець хатній; 2 – сорока; 3 – глухар (доповніть перелік)

Мал. 121. Перелітні птахи: 1 – ластівка сільська; 2 – соловей; 3 – журавель сірий (доповніть перелік)

Перелітні птахи (ластівки, солов’ї, гуси, журавлі тощо) здійснюють щорічні тривалі перельоти – міграції: вони відлітають з місць гніздування на зимівлю, а навесні повертаються (мал. 121). Місцями гніздування вважають ті території, де птахи розмножуються, а місцями зимівлі – ті, де завершується їхня осіння міграція. Птахи, що гніздяться в Україні, зимують здебільшого на території країн Середземномор’я, Близького Сходу чи Африки. Першими зазвичай відлітають птахи, що прилетіли навесні пізніше за інших, і навпаки – останніми ті, які прилетіли першими.

Кочові птахи (сойки, дятли, синиці та ін.) (мал. 122) можуть переміщуватись у пошуках їжі, не віддаляючись на значні відстані від місць гніздівлі. За умов теплої зими деякі види перелітних птахів можуть не відлітати на південь і залишатися зимувати в Україні (наприклад, шпаки, дрозди, крижні).

Мал. 122. Кочові птахи: 1 – сойка; 2 – дятел; 3 – синиця велика

Період зимівлі – критичний період у житті птахів. Зникають комахи, осипається насіння та плоди, коротшає світловий день, може випадати рясний сніг, замерзнути водойма тощо. Тому багато лісових мешканців (повзики, дятли, сойки та ін.) на зиму перебираються до міст, де легше здобути їжу. Ви можете допомогти птахам пережити зимовий період, підгодовуючи їх. Переживати сильні морози птахи можуть лише за достатньої кількості корму.

Біологічний словничок: виводкові та нагніздні птахи, осілі, кочові, перелітні птахи, міграції.

ПЕРЕВІРТЕ ЗДОБУТІ ЗНАННЯ

1. Яка будова яйця? 2. Які птахи належать до виводкових, а які – до нагніздних? Наведіть приклади. 3. Як птахи готуються до зимівлі та зимують? 4. Які птахи належать до осілих, кочових і перелітних? Наведіть приклади.

Обговоріть у групах

Які, на вашу думку, причини міграцій птахів?

Для допитливих і кмітливих

У виводкових птахів турботу про нащадків бере на себе здебільшого один з батьків, а в нагніздних – обидва. Поміркуйте чому.

Типи яйцеклітин і яйцеві оболонки

Яйця — це дивовижні структури, які можна знайти в різних організмах тваринного світу. Вони служать відправною точкою для нового життя, таячи потенціал для розвитку та зростання. Однак не всі яйця однакові. Різні види демонструють різні типи яєць, що відрізняються за розміром, формою та наявністю жовтка. Крім того, яйцеклітини оточені захисними мембранами, які відіграють життєво важливу роль у забезпеченні виживання ембріона, що розвивається. Розуміння типів яйцеклітин і супутніх їм оболонок дає уявлення про дивовижне розмаїття та адаптації, які спостерігаються в репродуктивних стратегіях. У цій статті ми заглибимося в різні типи яйцеклітин і досліджуємо захоплюючий світ оболонок яйцеклітин, розкриваючи їхні функції та значення в життєвій подорожі.

Види яєць – класифікація яєць

А. На підставі кількості жовтка

Яйця можна класифікувати на різні типи залежно від кількості жовтка в них. Нижче наведено основні види:

1. Алецитале яйце:
   • Алецитальні яйця характеризуються відсутністю жовтка.
   • Прикладами тварин, які виробляють алецитові яйця, є евтерієві ссавці (плацентарні ссавці).
2. Мікролецитальне яйце:
   • Мікролецитальні яйця містять невелику або незначну кількість жовтка.
   • Ці яйця також називають оліголецитальними яйцями.
   • Приклади тварин, які виробляють мікролецитальні яйця, включають амфіоксів і оболочників.
3. Мезолецітальне яйце:
   • Мезолецітальние яйця мають помірну кількість жовтка.
   • Вони зустрічаються у амфібій, дипноі (диволегеві риби) і петромізон (міноги).
   • Вміст жовтка в цих яйцях невисокий, звідси і назва мезолецитальних.
4. Макролецитальне, мегалецитальне або полілецитальне яйце:
   • Макролецитальні яйця містять велику кількість жовтка.
   • Вони також відомі як мегалецитальні або полілецитальні яйця.
   • Рептилії, птахи та прототерії (однопрохідні), такі як ссавці, що відкладають яйця, виробляють макролецитальні яйця.

Б. За ознакою розподілу жовтка

1. Ізолецитальне або гомолецитальне яйце:
   • В ізолецітарних яйцях невелика кількість жовтка рівномірно розподілена по всій ооплазмі (цитоплазмі).
   • Цей тип яєць спостерігається у видів з дуже невеликою кількістю жовтка.
   • Приклади ізолецитальних яєць можна знайти в голкошкірих, амфіоксів і деяких ссавців.
2. Телолецитальне яйце:
   • Телолецитальні яйця містять помірну або велику кількість жовтка, і його розподіл нерівномірний. Жовток зосереджений більше до вегетативного полюса (нижнього полюса яйця). Телолецитальні яйця можна далі класифікувати на три типи:

   i. Злегка телолецитальний:

   • Цей тип яєць містить невелику кількість жовтка, який розподілений нерівномірно. Найвища концентрація жовтка знаходиться на рослинному полюсі, тоді як на тваринному полюсі концентрація нижча. Риб’ячі яйця є прикладами яєць із злегка телолецитом.

   ii. Помірно телолецитальний:

   • Помірно телолецитальні яйця містять помірну кількість жовтка, який розподілений нерівномірно. Висока концентрація жовтка у рослинній півкулі спричиняє ядро Яйця амфібій є прикладом помірно телоцитальних яєць.

   iii. Надзвичайно телолецитальний:

   • У надзвичайно телолецитальних яйцях значне відкладення жовтка займає всю рослинну півкулю та більшу частину тваринної півкулі.
   • Цей нерівномірний розподіл жовтка зміщує ооплазму та ядро ​​до анімального полюса.
   • Яйця рептилій і птахів (птахів) є прикладами яєць із надзвичайною формою телолециту.
3. Центролецитальне яйце:
   • Центролецитальні яйця зустрічаються у багатьох членистоногих і деяких кишковопорожнинних.
   • Ці яйця відносно великі та подовжені, містять значну кількість жовтка.
   • Ядро розташоване в геометричному центрі жовткової маси, оточене невеликою кількістю цитоплазми.
   • Тонкі тяжі цитоплазми простягаються від периферійного шару до зони, зайнятої ядром.
   • Поверхня жовтка вкрита тонким шаром цитоплазми.

Крім того, яйця також можна класифікувати на основі їх можливостей розвитку:

• У мозаїчних яйцях кожна частина яйця заздалегідь визначена щодо свого потенціалу для подальшого розвитку.
• Якщо невелику частину яйцеклітини видалити, утворюється дефектний ембріон, оскільки частина, що залишилася, не може компенсувати втрачену частину.
• Прикладами тварин з мозаїчними яйцями є кільчасті черви (сегментовані черви), молюски та асцидії.

b. Регуляторне яйце:

• У регулятивних яйцях можливості розвитку не визначені заздалегідь.
• Видалення невеликої частини або навіть одного чи двох ранніх бластомерів (клітин) не впливає на нормальний розвиток.
• Майбутні можливості розвитку є гнучкими і їх можна регулювати.
• Більшість хребетних і багато безхребетних мають регулятивні яйця.

C. На базі Shell

Яйця можна класифікувати на різні типи на основі наявності або характеристик зовнішньої шкаралупи. Два основних типи:

а) Клейдоєве яйце:

• Клейдові яйця характеризуються товстою і твердою зовнішньою оболонкою.
• Ця тверда оболонка пропускає гази, що забезпечує газообмін.
• Клейдові яйця зазвичай містять велику кількість жовтка, солі та води.
• Ці яйця вважаються наземним пристосуванням, забезпечуючи захист і підтримку ембріону, що розвивається.
• Приклади тварин, які виробляють клейдові яйця, включають птахів, рептилій, прототерійних ссавців (таких як однопрохідні, як-от качкодзьоб) і деяких комах.

• Неклейдові яйця мають м’які оболонки замість твердої шкаралупи.
• Ці яйця зустрічаються у живородящих тварин (тварини, які народжують живих дитинчат) і яйцекладних тварин, які відкладають яйця у воду.
• Живородні тварини, такі як ссавці, не мають твердої оболонки навколо своїх ембріонів, оскільки молодняк, що розвивається, живиться та захищається зсередини.
• Яйцекладні тварини, які відкладають яйця у воду, наприклад деякі риби та амфібії, також мають неклейдоподібні яйця з м’якими оболонками.

Яйце обволікає

Яйцеві оболонки — це оболонки або оболонки, які оточують яйцеклітину або яйцеклітину, розташовані поза межами плазматична мембрана. Термін «оболонки» тепер використовується замість «мембран» для опису цих структур. Залежно від походження яйцеклітини розрізняють три види:

1. Первинні оболонки яєць:
   • Первинні яйцеві оболонки виділяються самим яйцем.
   • Приклади первинної оболонки яйцеклітини включають зону пелюциду та сітчасту зону.
   • Zona pellucida – це багатий глікопротеїном шар, який зустрічається у ссавців і оточує ооцит.
   • Сітчаста зона — це сітчаста структура, утворена клітинами фолікулів в яєчниках деяких тварин.
2. Вторинні яєчні оболонки:
   • Вторинні яйцеві оболонки виділяються яєчником.
   • Прикладом вторинної оболонки яйця є хоріон, який зустрічається у комах.
   • Хоріон – це зовнішній захисний шар, який оточує ембріон, що розвивається в яйцях комах.
3. Третинні яйцеві оболонки:
   • Третинні оболонки яйцеклітини виділяються яйцепроводом.
   • Приклади третинних оболонок яєць включають желеподібну оболонку в яйцях жаб і альбумін, мембрану шкаралупи та шкаралупу в яйцях курей (птахів).
   • Желейна оболонка – це драглистий шар, який оточує яйце жаби, забезпечуючи захист і підтримку.
   • Альбумін – це яєчний білок, який служить джерелом поживних речовин для ембріона, що розвивається.
   • Мембрана оболонки — це мембранний шар, що оточує альбумін, а оболонка — тверде зовнішнє покриття, яке забезпечує додатковий захист.

Приклади яєць

1. Яйце комахи

Яйця комах демонструють характеристики мегалецитального полілецитального або центролецитального. У цих яйцях цитоплазма обмежена периферією, а центральну частину займає жовток. У яйцях комах є два типи оболонок:

1. Внутрішня оболонка яйця – жовткова мембрана (первинна мембрана яйця):
   • Жовточна оболонка — це внутрішня оболонка яйця комах.
   • Вона вважається основною оболонкою яйцеклітини і виділяється самою яйцеклітиною.
   • Жовточна мембрана забезпечує захисний бар’єр навколо ембріона, що розвивається.
2. Зовнішня оболонка яйця – хоріон (вторинна оболонка яйця):
   • Хоріон є зовнішньою оболонкою яйця комах.
   • Це вторинна оболонка яйцеклітини, яка виділяється яєчником.
   • Хоріон характеризується тим, що він товстий, твердий і часто орнаментований.
   • Орнаментація хоріона може відрізнятися і є таксономічно важливою для ідентифікації різних видів комах.

Яйця комах не мають яєчної оболонки в певному місці, але є спеціальна область, яка називається мікропіле. Мікропіле служить точкою входу для сперматозоїдів для запліднення яйцеклітини. Це важлива структура для репродуктивних процесів у комах.

2. Яйце жаби

1. Внутрішня мембрана яйця – жовткова мембрана (первинна мембрана яйця):
   • Жовточна оболонка є внутрішньою оболонкою яйцеклітини і виділяється яйцем осередок себе.
   • Вона служить основною оболонкою яйцеклітини і забезпечує захисне покриття для ембріона, що розвивається.
2. Зовнішня яйцева мембрана – желеподібне покриття (третинна яйцева мембрана):
   • Желейна оболонка є зовнішньою оболонкою яйця і виділяється яйцепроводом.
   • Це товстий драглистий шар, що оточує яйце і відіграє кілька важливих ролей.

Важливість желейної оболонки в ікринках жаби:

• Плавучість: бульбашки повітря, присутні в желейній оболонці, забезпечують плавучість, допомагаючи яйцям плавати у воді.
• Механічний захист: желейне покриття захищає яйце від зовнішніх механічних пошкоджень.
• Запобігання хижакам: несмачна оболонка желе запобігає споживанню яєць водними равликами, водними комахами, рибами та птахами.
• Запобігання інфекціям: желейне покриття діє як бар’єр, запобігаючи бактеріальним і грибковим інфекціям.
• Захист від УФ-променів: желеподібне покриття, що містить меланін, відбиває сонячне світло та захищає яйця від шкідливих УФ-променів.
• Терморегуляція: желейне покриття допомагає підтримувати оптимальну температуру для розвитку яєць.
• Полярність яєць: Яйця жаб мають два полюси:
  • Полюс тварин: цей полюс містить цитоплазму та ядро.
  • Рослинний полюс: цей полюс багатий жовтком, що робить його важчим і розташований у нижній частині яйця.

  3. Куряче яйце

  1. Мегалецитальний або полілецитальний: курячі яйця містять велику кількість жовтка порівняно з кількістю присутньої цитоплазми. Цитоплазма зосереджена у формі диска, відомого як зародковий диск.
  2. Дискоїдна та клейдоїчна: цитоплазма курячого яйця має форму диска, з жовтком, що знаходиться під зародковим диском. Яйця також є клейдоподібними, тобто мають тверду та товсту зовнішню оболонку.
  3. Типи жовтка: Жовток у курячих яйцях буває двох типів залежно від кольору та вмісту:
     • Жовтий жовток: цей тип жовтка містить більше фосфоліпідів.
     • Білий жовток: цей тип жовтка багатий білок але містить менше фосфоліпідів. Жовтки розташовані концентричними шарами, причому внутрішній і зовнішній шари складаються з білого жовтка.
  4. Latebra та перешийок Пандера: структура, схожа на стебло, називається latebra, присутня безпосередньо під зародковим диском. Верхня частина latebra відома як перешийок Пандера.
  5. Оболонки: первинна оболонка, відома як жовткова мембрана, знаходиться навколо яйця. Всі залишилися оболонки курячого яйця виділяються яйцепроводом після запліднення. Ці додаткові конверти є третинними конвертами.
  6. Альбумін: куряче яйце наповнене рідким альбуміном, який зазвичай називають «яєчним білком». Виробляється перешийковою частиною яйцепроводу. Щільний альбумін утворює згорнуті шнуроподібні структури, звані халазою, які допомагають утримувати жовток у підвішеному стані в яйці.
  7. Мембрани шкаралупи: дві мембрани шкаралупи, що складаються з кератину, присутні прямо під яєчною шкаралупою. Ці мембрани забезпечують додатковий захист.
  8. Шкаралупа: Зовнішня частина курячого яйця – це шкаралупа, яка складається з карбонату кальцію (CaCO3). Оболонка пориста, що забезпечує газообмін.
  • Передня частина (Magnum): у цій частині відбувається запліднення яйцеклітини. Після запліднення він виділяє рідкий альбумін навколо яйця.
  • Середня частина (перешийок): ця частина виділяє кератинову оболонку навколо яйця.
  • Задня частина (нідаментальна): ця частина виділяє оболонку, яка складається з CaCO3 навколо яйця.

  Ці унікальні характеристики курячих яєць необхідні для розвитку та захисту зростаючого всередині ембріона. Жовток забезпечує живлення, різні оболонки забезпечують захист, а шкаралупа забезпечує газообмін, забезпечуючи міцне зовнішнє покриття.

  4. Яйце евтерових ссавців

  Еутерієві ссавці, також відомі як плацентарні ссавці, мають певні характеристики, коли мова йде про їхні яйця:

  1. Алецитовий і неклейдоїновий: яйця евтерієвих ссавців малі і не містять значної кількості жовтка. Вони також не клейдові, тобто у них відсутній твердий захисний панцир.
  2. Мікроскопічний розмір: яйцеклітини евтерієвих ссавців є мікроскопічними, діаметром близько 0.1 мм. Вони набагато менші в порівнянні з яйцями інших тварин.
  3. Яйцеві оболонки: дві мембрани або яйцеві оболонки присутні на яйці евтерієвих ссавців:
     • Внутрішня оболонка: відома як Zona pellucida, це первинна оболонка яйця, яку виробляє саме яйце. У деяких ссавців зона pellucida може виглядати лінійною, і її називають Zona radiata.
     • Зовнішня оболонка: називається Corona radiata, ця оболонка утворена фолікулярними клітинами яєчника. Фолікулярні клітини прикріплюються до поверхні яйцеклітини за допомогою гіалуронової кислоти.
  4. Надходження сперми: сперма ссавців містить фермент називається гіалуронідаза, яка розчиняє гіалуронову кислоту, дозволяючи сперматозоїдам проникнути та відокремити клітини променевого вінця від поверхні яйцеклітини. Ця ферментативна дія сприяє проникненню сперми в яйцеклітину.
  5. Мінімальний жовток: Цитоплазма яєць евтерієвих ссавців містить дуже мало або незначну кількість жовтка. Ці яйцеклітини покладаються на плаценту для харчування та розвитку під час вагітності.
  1. Індуковані або рефлекторні овулятори: ці тварини мають фіксований період розмноження, а овуляція індукується копуляцією. Прикладом може служити кролик. Шанси запліднення становлять майже 100% через близький час копуляції та овуляції.
  2. Спонтанні овулятори: у цьому випадку овуляція не залежить від копуляції. Яйцеклітина вивільняється з яєчника в яйцепровід через фіксований період. Шанси на запліднення у цих тварин відносно низькі, оскільки копуляція не викликає безпосередньо овуляцію.

  Важливо відзначити, що репродуктивний процес у евтерієвих ссавців передбачає в основному внутрішнє запліднення та подальший ембріональний розвиток в організмі матері, що призводить до живонародження. Яйцеклітини відіграють вирішальну роль у цьому репродуктивному процесі, сприяючи заплідненню та розвитку ембріона.

  Будова типового яйцеклітини

  1. Генетичний внесок: яйцеклітина забезпечує a гаплоїдний набір хромосом до майбутнього ембріона, що забезпечує успадкування генетичної інформації від матері.
  2. Цитоплазматичний внесок: яйцеклітина вносить значну кількість цитоплазми в зиготу, яка утворюється при заплідненні. Ця цитоплазма містить різноманітні органели та молекули, необхідні для раннього ембріонального розвитку.
  3. Поживна підтримка: яйцеклітина забезпечує живлення ембріона, що розвивається, завдяки збереженому жовтку. Це джерело їжі підтримує ембріон на початкових стадіях росту, доки він не зможе встановити зв’язок із кровотоком матері або постачанням поживних речовин.

  Таким чином, яйцеклітина виконує багато ролей у репродуктивному процесі, включаючи генетичну передачу, цитоплазматичний внесок і забезпечення основних поживних речовин для розвитку ембріона.

  Форма та Розмір

  • Яйця мають різні форми та розміри залежно від виду та кількості наявного жовтка. У більшості випадків яйця мають кулясту або яйцевидну форму. Проте деякі тварини, як і комахи, мають подовжені та циліндричні яйця.
  • У порівнянні зі сперматозоїдами та середніми соматичними клітинами яйцеклітини, як правило, більші за розміром. На розмір зрілої яйцеклітини впливає кількість жовтка, що в ній міститься. Діапазон розмірів яєць у різних видів є значним. Наприклад, найменше відоме яйце — це яйце миші, його діаметр становить лише 0.07 мм. З іншого боку, птахи відкладають більші яйця, причому страус дає найбільше яйце з усіх, що може похвалитися діаметром приблизно 85 мм.
  • Зовні яйцеклітини вкриті плазматичною мембраною, також відомою як плазмалемма. Усередині цієї мембрани знаходиться зерниста цитоплазма, яка відіграє вирішальну роль у підтримці розвитку та росту ембріона, що міститься в яйці.

  Організація цитоплазми яйцеклітини

  • Цитоплазма яйцеклітини, відома як ооплазма, демонструє специфічну організацію. Він характеризується своєю зернистою природою та містить різні компоненти, включаючи жовток, пігменти та коркові гранули. Зовнішній шар ооплазми, який називається корою яйця, більш в’язкий і драглистий порівняно з рештою цитоплазми. Кора яйця забезпечена численними мікроворсинками і корковими гранулами.
  • Мікроворсинки — це невеликі виступи, які відходять від плазматичної мембрани, утворені викидами плазмалеми. Ці мікроворсинки відіграють роль у транспорті речовин із зовнішнього середовища в ооплазму під час розвитку яйця.
  • Кортикальні гранули – це крихітні сферичні тільця, що знаходяться в цитоплазмі. Вони мають діаметр від 0.8 мкм до 2 мкм і закриті мембраною.
  • Ці гранули походять від комплексу Гольджі. Вони містять однорідні та зернисті мукополісахариди, які є складними молекулами цукру.
  • Кортикальні гранули присутні в яйцях різних організмів, включаючи морських їжаків, жаб, риб, двостулкових молюсків, деяких кільчастих червів і деяких ссавців.
  • Вони сприяють виконанню різних функцій під час запліднення та раннього ембріонального розвитку, наприклад, змінюють зовнішню структуру яйцеклітини, запобігають поліспермії (запліднення кількома сперматозоїдами) і ініціюють життєво важливі клітинні процеси.

  Жовток

  • Жовток, також відомий як деутоплазма, відноситься до поживних речовин, що зберігаються в цитоплазмі яйця. Ця збережена їжа служить джерелом харчування для розвитку ембріона на ранніх стадіях. Утворення жовтка називається вітелогенезом. Жовток – складна речовина, яка складається з білки, жири, вуглеводи, неорганічні солі, вітаміни, ферменти, пігменти та вода.
  • Склад жовтка може бути різним. Коли жовток містить більшу частку білків, ніж ліпіди, його називають «білковим жовтком». І навпаки, якщо жовток містить більшу кількість жирів, ніж білків, він відомий як «жирний жовток». Більшість яєць тварин містять обидва типи жовтків.
  • У деяких яйцях, наприклад у жаб і курчат, накопичення жовтка зосереджено в одній області, що робить жовток значно важчим. Ці яйця називаються телолецитальними. З іншого боку, яйця з меншою кількістю жовтка, такі як яйця Amphioxus (різновид риби) і людини, мають більш рівномірний розподіл жовтка по цитоплазмі. Ці яйця відомі як ізолецітальні або гомолецитальні.
  • Яйця багатьох видів містять пігментні гранули в цитоплазмі. Ці гранули можуть мати різні кольори, включаючи коричневий, чорний, червоний, жовтий, зелений або сірий. Однак, оскільки не всі яйця мають пігментні гранули, їх присутність не відіграє істотної ролі в процесі розвитку.

  Полярність

  • Полярність означає асиметричний розподіл компонентів у цитоплазмі яйцеклітини, що призводить до ідентифікації двох різних полюсів: тваринного та рослинного. Цитоплазма зосереджена у верхній частині, відомій як півкуля тварин, тоді як матеріал жовтка зосереджений у нижній частині, яка називається півкулею рослин. Вісь, що проходить через ці полюси, відома як полярна вісь.
  • Ядро яйцеклітини зазвичай розташоване в межах полярної осі, трохи ближче до анімального полюса. Вміст жовтка поступово зменшується в міру просування від анімального полюса до рослинного, створюючи градієнт. Уздовж полярної осі також існує градієнт метаболічних процесів, при цьому найвища метаболічна активність відбувається на анімальному полюсі та поступово зменшується до рослинного полюса.
  • Ця полярність у розподілі цитоплазми, жовтка та метаболічної активності має вирішальне значення для подальшого розвитку ембріона. Він закладає основу для специфічних клітинних і молекулярних подій, які відбуваються під час раннього ембріонального розвитку, впливаючи на диференціацію клітин, формування візерунка та встановлення осей тіла. Полярна вісь і властива яйцю полярність сприяють загальній організації та розвитку ембріона.

  Яйцеві мембрани

  Яйцеві мембрани відіграють вирішальну роль у захисті яєць під час розвитку. Ці мембрани можуть вироблятися різними джерелами, включаючи саму яйцеклітину, клітини фолікула яєчника або статеві протоки (яйцепровід) самки.

  1. Первинні мембрани: первинні мембрани виробляються самим яйцем. Вони утворюють внутрішній шар оболонок яйця. Приклади первинних мембран включають жовткову мембрану, яка є первинною мембраною яйця, яка зустрічається у багатьох видів.
  2. Вторинні мембрани: вторинні мембрани виробляються клітинами фолікула яєчника. Ці мембрани оточують і захищають яйце, створюючи додатковий шар захисту. Прикладом вторинної мембрани є хоріон комах.
  3. Третинна мембрана: Третинні мембрани виробляються статевими протоками або яйцепроводами самки. Ці мембрани зазвичай утворюються після запліднення і служать для подальшого захисту ембріона, що розвивається. Приклади третинних мембран включають желейну оболонку, що міститься в жаб’ячих яйцях, і альбумін, шкаралупну мембрану та шкаралупу курячих яєць.

  Кожен тип оболонки яйця має свої специфічні функції та характеристики, сприяючи загальному захисту та розвитку ембріона. Ці мембрани допомагають запобігти механічним пошкодженням, створюють бар’єр для зовнішніх патогенів, регулюють газообмін і забезпечують структурну підтримку. Наявність різних шарів оболонок яйця гарантує, що яйця добре захищені та мають необхідне середовище для успішного ембріонального розвитку.

  I. Первинні мембрани

  1. Плазматична мембрана: Ця оболонка відразу покриває яйце і присутня в структурі всіх яєць. Вона нагадує плазматичну мембрану клітини і служить зовнішнім шаром яйцеклітини.
  2. жовткова мембрана: Жовточна оболонка щільно прилягає до плазматичної мембрани яйця. Він зазвичай міститься в яйцях тварин, таких як Amphioxus, молюсків, голкошкірих, земноводних і птахів. Жовточна оболонка тонка, прозора, складається з мукополісахаридів і волокнистих білків. Простір між жовтковою мембраною та плазматичною мембраною називається перівітелліновим простором, який заповнений рідиною, відомою як перівітеллінна рідина.
  3. хоріон: хоріон міститься в яйцях нижчих хордових, таких як риби (наприклад, стил). Він є продуктом поверхневої ооплазми і діє як первинна мембрана в цих організмах.
  4. Zona Radiata: У деяких видів, таких як акула Scyllium canicula та кісткові риби, є первинні мембрани, які утворюються поверхневою ооплазмою. Зовнішня мембрана називається жовтковою мембраною, тоді як внутрішня мембрана має променистий вигляд і відома як zona radiata.
  5. Зона Пелюцида: Яйцеклітини ссавців оточені первинною оболонкою, яка називається «zona pellucida», яка також називається «zona radiata». Його назвали так тому, що під мікроскопом він виглядає смугастим. Смугастість зумовлена ​​наявністю мікроворсинок та макроворсинок (десмосом) у зоні пелюцида. Мікроворсинки утворюються поверхнею яйцеклітини, тоді як макроворсинки утворюються клітинами фолікула і виступають у оболонку оболонки.

  Ці первинні мембрани забезпечують фізичний захист, регулюють обмін речовин і сприяють загальній структурі яйця. Вони відіграють важливу роль у заплідненні, ембріональному розвитку та взаємодії між яйцеклітиною та її середовищем.

  II. Вторинні мембрани

  • хоріон: Хоріон є поширеним зовнішнім покривом, який зустрічається в яйцях комах, асцидій (морських бризок) і круглоротих (наприклад, міксини, широко відомої як миксина). Він розташований поза жовточкової оболонки. Хоріон характеризується міцністю і непроникністю. Він часто має один або кілька отворів, які називаються мікропілами, які дозволяють сперматозоїдам проникати в яйцеклітину для запліднення. Хоріон відіграє вирішальну роль у захисті ембріона, що розвивається, від зовнішніх загроз.
  • Променева корона: Променевий вінець – це вторинна мембрана, яка міститься в яйцях ссавців. Він утворений шаром фолікулярних клітин, які оточують оболонку оболонки, яка є первинною мембраною яйцеклітин ссавців. Променева корона складається з клітин фолікула, радіально розташованих навколо оболонки. Ці клітини забезпечують додаткову підтримку та захист яйцеклітини, особливо під час процесу запліднення.

  Вторинні мембрани, такі як хоріон і променева корона, сприяють загальній структурі та цілісності яйця. Вони служать бар’єрами від механічних пошкоджень, захищають від шкідливих речовин і полегшують взаємодію між яйцем і навколишнім середовищем. Ці мембрани відіграють важливу роль у репродуктивних процесах і успішному розвитку ембріона.

  III. Третинні мембрани

  1. білий білок: Білий білок, який міститься в курячих яйцях, розташований за межами жовткової мембрани. Він складається з трьох шарів: внутрішнього менш щільного білка, середнього щільного білка та зовнішнього менш щільного білка. Білок в основному складається з води та білка, що забезпечує живлення та зволоження ембріона, що розвивається.
  2. Оболонкова мембрана: Навколо білка у курячих яйцях утворюється шкаралупна оболонка. Це подвійна мембрана, що складається з двох щільно зчеплених шарів. Між цими шарами є повітряний простір на тупому кінці яйця. Оболонка шкаралупи складається з кератину, який додає яйцю міцність і захист.
  3. Оболонка: Шкаралупа є зовнішнім покриттям яєць, відкладених наземними тваринами. У випадку птахів, таких як кури, шкаралупа в основному складається з карбонату кальцію. Він може бути білого або коричневого кольору і містить численні крихітні пори діаметром від 0.04 до 0.05 мм. Ці пори забезпечують газообмін між ембріоном, що розвивається, і зовнішнім середовищем. Оболонка також забезпечує фізичний бар’єр проти зовнішніх загроз.
  4. желейне пальто: Яйця амфібій оточені желатиновою оболонкою, яка називається желеподібною оболонкою. Ця желеподібна речовина забезпечує захист ембріону, що розвивається, і допомагає підтримувати вологість. Він також служить бар’єром від зневоднення та хижаків.
  5. Гаманець Русалки: Гаманець русалки – це яйцеподібний корпус, знайдений у деяких хрящових риб, таких як ковзани та скати. Це захисна тверда оболонка, що виділяється оболонковими залозами, наявними в яйцепроводі. Форма сумки русалки може відрізнятися у різних видів, але найчастіше вона прямокутна. Кути шкаралупи витягнуті на чотири довгі, скручені пружні нитки, які служать для прикріплення яєць до підводних структур, таких як морські водорості. Сумка русалки забезпечує фізичний захист ембріонів, що розвиваються.

  Третинні мембрани відіграють вирішальну роль у захисті ембріонів, що розвиваються, забезпечуючи підтримку, живлення та захист від факторів зовнішнього середовища.

  FAQ

  Які різні типи яєць зустрічаються у тварин?

  Тварини мають різні типи яєць, включаючи телолецитальні яйця (з концентрованим жовтком на одному кінці), ізолецитні яйця (з рівномірно розподіленим жовтком) і мікролецитальні яйця (з мінімальним вмістом жовтка). Інші типи включають макролецитальні яйця, мезолецитальні яйця, центролецитальні яйця та алецитальні яйця.

  Як яйця відрізняються за розміром і формою в різних видів?

  Яйця можуть значно відрізнятися за розміром і формою. Вони можуть варіюватися від маленьких мікроскопічних яєць у деяких ссавців до великих яєць у птахів і рептилій. Форми можуть бути сферичними, яйцеподібними, подовженими або навіть спеціалізованими, такими як подовжені та циліндричні яйця, які зустрічаються у деяких видів комах.

  Яка роль жовтка в яйцях і як його наявність впливає на розвиток ембріона?

  Жовток служить джерелом поживних речовин для ембріона, що розвивається. Він містить білки, жири, вуглеводи, вітаміни, мінеральні речовини, пігменти, воду. Кількість і розподіл жовтка впливає на процес розвитку. Ембріони з більшою кількістю жовтка мають більший запас поживних речовин для раннього росту та розвитку.

  Чи існують якісь унікальні або спеціалізовані типи яєць, які існують у певних групах тварин?

  Так, є кілька спеціалізованих типів яєць, знайдених у різних групах тварин. Приклади включають амніотичні яйця рептилій і птахів, які мають додаткові ембріональні оболонки для захисту та газообміну. Комахи мають яйця із захисними хоріонами та мікропілами для входу сперматозоїдів, а деякі риби мають яйця, укладені в захисні желейні оболонки.

  Які основні функції оболонки яйцеклітини?

  Оболонки яйця забезпечують захист, підтримку та регуляцію розвитку ембріона. Вони запобігають висиханню, механічним пошкодженням і проникненню мікробів. Крім того, певні мембрани полегшують газообмін і передачу поживних речовин між яйцем і навколишнім середовищем.

  Чим первинні мембрани відрізняються від вторинних і третинних?

  Первинні мембрани утворюються безпосередньо цитоплазмою або ооплазмою яйцеклітини. Вторинні оболонки утворюються клітинами фолікула яєчника, тоді як третинні мембрани виділяються яйцепроводом. Кожен тип мембрани відіграє певну роль у захисті та підтримці розвитку ембріона.

  Чи можете ви навести приклади тварин, які мають вторинні мембрани?

  Комахи, такі як метелики і жуки, мають хоріон як вторинну мембрану. Яйцеклітини ссавців покриті променевою короною, яка утворена шаром клітин фолікула, що оточує яйцеклітину.

  Які особливості та функції жовткової оболонки в яйцях?

  Жовточна мембрана – це первинна мембрана, яка щільно прикріплена до плазматичної мембрани яйцеклітини. Він тонкий, прозорий і складається з мукополісахаридів і волокнистих білків. Він забезпечує механічну підтримку, допомагає підтримувати форму яйця та відокремлює ооплазму від перівітелінового простору.

  Чим яйця ссавців, наприклад людини, відрізняються від яєць інших тварин?

  Яйцеклітини ссавців, у тому числі людських, унікальні тим, що вони малі та не містять жовтка (алецитал). Вони покладаються на кровотік матері для постачання поживними речовинами на ранньому етапі розвитку. Яйцеклітини ссавців також мають спеціалізовані мембрани, такі як зона pellucida, які відіграють важливу роль у заплідненні та розвитку ембріона.

  Чи існують якісь незвичайні або інтригуючі адаптації, пов’язані з мембранами яєць у певних видів?

  Так, деякі види мають захоплюючі пристосування, пов’язані з оболонками яєць. Наприклад, деякі види риб виробляють русалчині кошечки, які є захисними яєчними футлярами з подовженими нитками, які прикріплюють ікру до водоростей. Ці адаптації забезпечують виживання та розвиток ембріонів в унікальних середовищах.

  § 21. ПТАХИ: РОЗМНОЖЕННЯ ТА РОЗВИТОК. СЕЗОННІ ЯВИЩА В ЖИТТІ ПТАХІВ

  Птахам притаманне внутрішнє запліднення. Після запліднення яйцеклітина вкривається захисними яйцевими оболонками — так формується яйце.

  ЯКА БУДОВА ЯЙЦЯ ПТАХІВ? Розглянемо будову пташиного яйця, виконавши невеличке дослідження (мал. 127).

  Мал. 127. Будова яйця птахів: 1 – жовток; 2 – зародковий диск; 3 – білкова оболонка; 4 – білкові канатики; 5 – повітряна камера; 6 – підшкаралупні оболонки; 7 – шкаралупа

  1. Візьміть у руку куряче яйце. Визначте його форму та колір. Знайдіть гострий і тупий кінці яйця.

  2. Розбийте обережно сире куряче яйце і вміст вилийте в одну чашку Петрі, а шкаралупу покладіть в іншу. Дослідіть рідкий білок, що розтікся по чашці Петрі. За допомогою лупи знайдіть білкові канатики, які тримають жовток.

  3. Дослідіть жовток, роздивіться на його поверхні зародковий диск.

  4. Візьміть шкаралупу, спробуйте пінцетом відтягнути підшкаралупову оболонку. Біля тупого кінця яйця відшукайте повітряну камеру.

  5. Обберіть шкаралупу на круто звареному яйці. Розріжте скальпелем його вздовж, дослідіть розташування жовткової та білкової оболонок.

  Отже, ми з’ясували, що яйцеклітина птахів, вкрита тоненькою оболонкою, має великий запас поживних речовин (жовток) і води, потрібних для розвитку зародка. Сам зародок у вигляді диска розташований на поверхні жовтка. Яйцеклітина оточена кількома яйцевими оболонками, що виконують захисні функції. Безпосередньо її оточує білкова оболонка. Крім захисної функції, білкова оболонка постачає воду для зародка. У ній є особливі білкові утвори – канатики, що підтримують яйцеклітину в певному сталому положенні – зародковим диском догори. Таким чином, хоч як яйце перевертати, зародковий диск завжди буде ближче до джерела тепла, яке виділяють птахи, що насиджують яйця.

  Білкова оболонка оточена двома підшкаралуповими оболонками у вигляді тоненьких плівочок. Ці оболонки захищають зародок від хвороботворних мікроорганізмів. На тупому полюсі підшкаралупові оболонки розходяться й утворюють повітряну камеру із запасом повітря для зародка.

  Шкаралупа захищає яйце від механічних пошкоджень. Пори в ній забезпечують процеси газообміну зародка, що розвивається. Зовні шкаралупи розташована ще одна тоненька оболонка, яка перешкоджає проникненню хвороботворних мікроорганізмів. У птахів, що відкладають яйця у відкритих гніздах або на ґрунті, забарвлення яєць часто збігається з тлом навколишнього середовища, що робить їх малопомітними.

  ЯК РОЗМНОЖУЮТЬСЯ ПТАХИ? Період розмноження птахів припадає на той час, коли настають сприятливі погодні умови і є достатня кількість їжі. Перед відкладанням яєць більшість птахів влаштовує гнізда. Спорудження гнізда є прикладом вродженої поведінки.

  Лише деякі види птахів не влаштовують гнізд. Кайри, наприклад, утворюють величезні скупчення – так звані пташині базари, де самки відкладають одне яйце на виступи скель. Зозуля підкидає по одному яйцю в гнізда птахів інших видів. Вилупившись з яйця, пташеня зозулі викидає з гнізда інші яйця (мал. 128). Таким чином, «прийомні батьки» вигодовують лише пташеня зозулі.

  Для нормального розвитку зародка яйця потрібно обігрівати. В одних видів птахів (голуби, дятли та багато інших) яйця насиджують почергово кожен з батьків, у інших – тільки один з них.

  У птахів, як і в рептилій, розвиток прямий. За ступенем розвитку пташенят, що вилупилися з яйця, птахів поділяють на виводкові та нагніздні. Пташенята виводкових птахів вилуплюються повністю вкриті пухом і з відкритими очима (мал. 129, 1). Невдовзі після вилуплення вони можуть залишати гніздо і самостійно живитися в супроводі батьків. До виводкових птахів належать переважно види, що гніздуються на землі або біля води (лебеді, журавлі, гуси, качки, мартини, кури).

  Мал. 128. Пташеня зозулі викидає з гнізда яйце «прийомних» батьків

  Мал. 129. 1. Виводкові пташенята лебедя-шипуна. 2. Нагніздні пташенята горобця

  Пташенята нагніздних птахів (горобці, ластівки, голуби та ін.) народжуються безпорадними, позбавленими пуху або слабко опушеними, сліпими та глухими (мал. 129, 2). Вони не здатні триматися на ногах, температура їхнього тіла непостійна. Такі пташенята тривалий час залишаються в гнізді й потребують постійної уваги батьків, які їх годують та обігрівають.

  ЯКІ СЕЗОННІ ЯВИЩА СПОСТЕРІГАЮТЬ У ЖИТТІ ПТАХІВ? У річному циклі птахів можна виділити такі періоди: підготовка до розмноження, виведення пташенят, линяння, підготовка до зимівлі та зимівля. Під час підготовки до зимівлі птахи інтенсивно живляться, накопичуючи запаси жиру, потрібного для міграцій і зимівлі. Зимують птахи по-різному. Горобці, сороки, сірі куріпки, тетеруки, глухарі залишаються на одному і тому самому місці. Такі види птахів називають осілими (мал. 130).

  Перелітні птахи (ластівки, солов’ї, гуси, журавлі тощо) здійснюють щорічні тривалі перельоти – міграції: вони відлітають з місць гніздування на зимівлю, а навесні повертаються (мал. 131). Місцями гніздування вважають ті території, де птахи розмножуються, а місцями зимівлі – ті, де завершується їхня осіння міграція. Птахи, що гніздяться в Україні, зимують здебільшого на території країн Середземномор’я, Близького Сходу чи Африки. Першими, як правило, відлітають птахи, що прилетіли навесні пізніше за інших, і навпаки, останніми ті, які прилетіли першими.

  Мал. 130. Осілі птахи: 1 – горобець хатній; 2 – сорока; 3 – глухар (доповніть перелік)

  Мал. 131. Перелітні птахи: 1 – ластівка сільська; 2 – соловей; 3 – журавель сірий (доповніть перелік)

  Мал. 132. Кочові птахи: 1 – сойка; 2 – дятел; 3 – синиця велика

  Кочові птахи (сойки, дятли, синиці та ін.) (мал. 132) можуть переміщуватись у пошуках їжі, не віддаляючись на значні відстані від місць гніздівлі. За умов теплої зими деякі види перелітних птахів можуть не відлітати на південь і залишатися зимувати в Україні (наприклад, шпаки, дрозди, крижні).

  Період зимівлі – критичний період у житті птахів. Зникають комахи, осипається насіння та плоди, коротшає світловий день, може випадати рясний сніг, замерзнути водойма тощо. Тому багато лісових мешканців (повзики, дятли, сойки та ін.) на зиму перебираються до міст, де легше здобути їжу. Переживати сильні морози птахи можуть лише за достатньої кількості корму. Ви можете допомогти птахам пережити зимовий період, підгодовуючи їх.

  Біологічний словничок: виводкові та нагніздні птахи, осілі, кочові та перелітні птахи, міграції.

  Птахи розмножуються, відкладаючи яйця. Для всіх видів птахів притаманна турбота про нащадків. Для птахів характерний прямий розвиток. Залежно від особливостей пташенят, що вилуплюються з яєць, птахів поділяють на виводкових і нагніздних.

  У житті птахів, як й інших тварин, спостерігають сезонні явища, пов’язані зі зміною різних пір року. Залежно від розташування місць гніздування та зимівлі птахів поділяють на: осілих, кочових та перелітних. Перелітні птахи здійснюють щорічні міграції.

  ПЕРЕВІРТЕ ЗДОБУТІ ЗНАННЯ

  1. Яка будова яйця? 2. Яких птахів відносять до виводкових, а яких – до нагніздних? Наведіть приклади. 3. Як птахи готуються до зимівлі та зимують? 4. Які птахи належать до осілих, кочових і перелітних? Наведіть приклади.

  ОБГОВОРІТЬ У ГРУПАХ

  Які, на вашу думку, причини міграцій птахів?

  ДЛЯ ДОПИТЛИВИХ І КМІТЛИВИХ

  У виводкових птахів турботу про нащадків бере на себе здебільшого один з батьків, а в нагніздних – обидва. Поміркуйте чому.